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导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇电大水利水电论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
1概况
1.1电厂概况
广州蓄能水电厂(简称广蓄电厂)位于广州市东北,离广州约120公里,总装机容量2400MW,目前是世界最大的抽水蓄能电厂。A厂和B厂分别装有四台300MW可逆式水泵/水轮/电动/发电机组。主要机电设备从国外进口。
A厂第一台机组1993年6月29日投产,1994年12月1日竣工。
B厂第一台机组1999年4月6日投产,2000年6月26日竣工。
广蓄电厂上、下水库容量均为2700万m3,落差535m,可供8台机组满负荷发电约6小时,抽水约7小时。经多年运行,其循环效率达76%。
A厂50%容量使用权卖给香港中华电力有限公司,期限40年,两台机组由设在香港的中电系统控制中心直接控制。A厂的两台机组和B厂的四台机组由广电调度中心直接控制。
广蓄电厂担任广东电网和香港中电电网调峰填谷、事故备用的作用,是广东电网主力调频电厂,是实现西电东送和三峡电力送广东的主要技术保证,同时也是广东大亚湾核电站和岭澳核电站安全经济运行的技术保证。表1是广蓄电厂投产以来主要运行参数。
广蓄电厂投产以来主要运行参数表1
电网大型机组或线路跳闸造成电网周波下降,我厂机组快速启动恢复电网周波。下表为十年来,我厂对电网153次故障快速响应启动成功率100%。造成电网周波下降损失功率均为600MW以上,因此每次启动都为多台机组同时启动。详见表2。
广蓄机组对电网故障快速响应统计表表2
1.2机构设置
广东蓄能发电有限公司(简称广蓄公司),属下有广蓄电厂和在建的惠州蓄能水电厂(简称惠蓄电厂)。
广蓄公司由广电集团控股(占54%),广东核电投资有限公司占23%股权,国家能源投资公司占23%股权。
广蓄电厂机构设置"三部两室"。香港中华电力有限公司派来电厂工作的员工,是作为电厂聘用的员工,分别安排在电厂机构的相应岗位。早期12人,现在只有4人,到今年底将剩3人。
1.3主要职能
运行部负责实时运行分部和水工观测分部管理。实时运行分部负责全厂范围内机电设备运行管理;水工观测分部负责上、下水库,地下厂房,引水隧道,厂区公路,边坡和厂区建筑的观测、维修管理。
检修部负责电气分部、机械分部和自动化分部管理。电气分部负责全厂电气一、二次设备检修和维护;机械分部负责全厂机械设备的检修和维护;自动化分部负责计算机监控系统的硬件、软件和传感器的检修和维护,工业电视、通讯等设备运行和检修。
生技部负责物资采购,仓库管理,安全监督、考核,档案管理,生产统计,培训和生产系统对外联系。
办公室负责文秘、人事、劳资、行政、财务、汽车管理、保卫和对外联系,同时还是电厂党、政、工、妇、计生的日常归口部门。
总工室负责技改审批,重大技术问题攻关和非常规的大型试验组织协调。下属网络中心负责办公自动化的硬件、软件维护管理。
2运行管理
电厂运行是一个特殊的岗位,他们是第一线生产人员,要求知识面宽,熟悉全厂设备及系统,具有实践经验和事故分析能力,责任心强,反应敏捷,他们的工作表现直接影响到电厂的安全生产。他们要连续倒班,生活没有规律,设备正常时工作量不大,设备故障时工作量大,安全责任重大。
我们针对运行岗位特点参考国外经验,将运行人员的工作分成值守、待命值班(ON-CALL)和定期巡检三部份。
实时运行分部有值长、全控值班员和值班员。其中值长从全控值班员中选拔,经验丰富能胜任事故处理,有最高等级授权;全控值班员为能同时胜任A、B两厂值守工作的运行人员;值班员为只能胜任A厂或B厂值守工作的运行人员。
2.1值守工作
值守工作岗位要连续倒班,每班人数多少对运行人数影响最大。以前电厂每班运行人员人数,按能完成电厂设备较大事故处理的原则进行配备。我厂是按设备正常时的日常工作量进行配备。
我厂值守工作由全控值班员担任,实行六班四倒,每班1人,在厂外行政大楼值守中心上班,负责对A、B厂八台机组进行监控。我厂机组启/停工况转换和负荷调整由广电调度和中电调度负责,只有在通讯故障或监控系统故障时才把控制权收回由值守人员操作。
2.2待命值班(ON-CALL)
待命值班(ON-CALL)由一位值长和一位值班员组成,他们周一至周五,8小时内在厂房上班,周末和8小时外在厂区待命。接到设备故障或事故报告后驾车进厂房处理,若需要检修人员配合时直接通知检修ON-CALL人员到现场参加事故处理。
他们负责将检修设备退出备用和检修后将设备恢复备用的安全隔离措施操作。如果需要监护的话,由值班员操作,值长监护。ON-CALL值长还负责办理工作票许可和结束手续。
运行ON-CALL人员A厂、B厂各设三组,每组由一位值长和一位值班员组成,每周轮班一次。ON-CALL值长是处理事故的第一线指挥员,他有权直接通知各部门人员参加事故处理。
A厂、B厂分别由电气、机械、自动化各一名组成检修ON-CALL组,周一至周五,8小时内他们仍在本班组工作,8小时外在厂区待命。
厂部每周设一名中层干部作为ON-CALL负责人,当班的一周内负责协调较大的事故处理工作,周末行使生产副厂长的职权。
2.3设备定期巡检
为了使巡检到位,能及早发现设备缺陷和事故苗头,我们制订了巡检规程,详细规定各设备巡检周期、巡检内容、要摘录的数据和每天巡检路线。这些都输入到具有条码识别的"智能巡检"数据采集器内,数据采集器会自动提示运行人员一步步做下去。定期对采集的数据在计算机上进行分析。
我厂定期巡检工作由不是当班的一组ON-CALL运行人员负责,从周一至周五,8小时内执行。也就是三组运行ON-CALL人员,一组当班,一组巡检,一组休息,每周轮换一次。
2.4防误操作闭锁
我厂电气设备广泛采用封闭式结构,400V以上的电气设备均有可靠的防误操作程序锁,500KV采用计算机程序闭锁。设备退备检修时,值长把完成这台设备的安全隔离措施所有钥匙锁进一个小盒子内,锁这个盒的钥匙连同办完工作许可手续的工作票交给这项检修工作的工作票负责人。这样在检修工作结束之前运行人员无法改变安全隔离措施,确保检修人员的安全。
我厂投产初期经原广东省电力工业局安监处同意,除500KV操作和装拆临时接地线操作外,均可实行一人操作。十多年来没有发生过误操作。
我们一直采用经认真编写、认真审核的标准操作票。对运行人员进行较长时间培训,分阶段、分系统进行考核,使他们都掌握全部标准操作票。对不同水平人员进行不同的授权。获可以一人在电气设备上操作的只有几位经验丰富的值长。
有这种授权的几位值长技术水平是电厂最高的,只由他一人操作,没有监护人也就没有依赖,自己要对自己生命负责。派出去操作的人要注意他当时的心理状态稳定,这是保证安全的重要条件。
防误操作闭锁装置要象其他主要设备一样定期维护。严格执行闭锁程序,坚决杜绝随便解锁。
2.5规范管理、量化考核
针对我厂运行人员少,素质较高,大部份工作都是一个人独立完成,监管难度大。我们制订了《运行人员规范化工作条例》共有八章179条,尽量详细规范值长、全控值班员、值班员的各项工作,以及"两票三制"等各种制度。
还制订了《工作绩效量化考核实施细则》共有八章87条,每条都有扣分或加分的具体规定。每年都组织运行人员参与对"条例"和"细则"进行修订。成立一个由运行部长和实时运行分部长等人员组成的考核小组,负责定期对每位运行人员进行考核评分。考核结果每季度在厂内局域网公布,有不同意见可以在10个工作日内向考核小组提出。
年终结算,对分数排在最后的一位,要从新竞争上岗。
我们积极开展多方面探索,力图逐步做到"凡事有人负责、凡事有人监督、凡事有章可循、凡事有据可依"。
3检修管理
我厂检修部人员不多,但他们要完成八台机组的小修、事故检修和日常维护工作,机组的大修外聘公司提供劳动力,电厂检修人员也要参加。
3.1"ABC工作卡"系统
为了规范我们的检修工作,避免部份设备检修的关键技能只有个别员工掌握,万一该员工离开电厂后造成影响。我厂建立了设备检修"ABC工作卡"系统。
该系统把设备检修分成A、B、C三类。A类是不用退出设备运行的巡视测量、试验等;B类是需要退出设备并做安全隔离的检修(类似一般小修);C类是将设备解体处理修复(类似大修和事故检修)。
制订每台设备A、B、C三类检修的周期,按计划申请执行。
编写详细的工作卡,主要内容包括工作人数、工期、安全措施、风险分析、工作步骤,有些还附有照片,使用工具、仪器、仪表,验收标准等。力图让具有一定经验的员工拿到这份工作卡就能进行工作,而且要求达到不同的人做同一工作,方法步骤一样,标准一样。编写"ABC工作卡"的工作量十分大,而且还要不断完善。但这是电厂十分重要的基础技术资料。
该系统对检修新员工培训,实现检修人员一专多能都起到不可替代的作用。
3.2设备维护管理系统
1999年我厂引进美国工业企业广泛使用的MAXIMO设备维护管理系统。该系统主要分三部份:设备管理、工作单管理、物资和备品备件管理等。
设备管理部份:要求将电厂每台设备每个元件都给出一个编号,各种设备的故障类型都有一个标准名称和代码。我们"ABC工作卡"都是该系统的数据库资料,设备出现的各种故障、事故及其处理结果都输入到该系统。积累了设备的这些数据后,方便进行统计和分析,从中可以找出一些规律为状态检修打下基础。
工作单管理部份:我们建立的标准操作票都是该系统数据库资料。每项检修工作从申请到运行操作票、工作票签发、工作许可都归该系统管理。我们通过对这些工作票、操作票统计分析,得知一年中各种检修工作用工情况,也可以得出相关人员一年内完成工作的情况,为考核员工提供依据。
物资和备品备件管理:我厂从采购申请、采购批准、材料入库到领料和领料批准的过程都必须经过该系统,手填采购单和领料单的模式在我厂已经废止。这些基础数据的积累,方便备品、备件材料成本统计。本系统还有各种备品备件和各种材料的最低库存设定,到达最低库存时可自动生成采购单。
3.3开展以可靠性为中心的维修(RCM)
以可靠性为中心的维修(RCM)早期在美国应用于民航飞机维修,现已广泛应用于核电、石油化工和电力等多种行业。
该系统认为设备故障模式不只是以前认为的浴盆曲线特性,而是共有六种故障模式。通过对各个系统的各部件的功能和故障模式进行分析制订出该系统各元件的维修策略。既可以避免维修不足也可以避免过分维修造成设备的可靠性降低。它可以在确保可靠性的前提下节省设备的维修成本。
3.4机组大修管理
我厂机组投运十年才进行第一次大修。2002年底和2003年底分别对#1机组和#3机组进行大修。
大修项目确定、技术措施、安全、质量和进度控制均由电厂负责。自动化设备和电气设备(除定子槽楔更换)的大修工作由电厂检修部员工完成,设备拆、装和机械部份由外包公司完成。
大修现场指挥由电厂检修部正/副部长担任。大修监理由广州健翔咨询有限公司承担。
两台机组大修后处理了安装期间的遗留问题,处理经十年运行积累起来的设备缺陷,还进行多项更新改造。大修后运行情况良好。
4安全生产管理
安全管理要体现"以人为本"和"预防为主"的方针。我厂一方面执行上级关于安全生产管理的各种规章,另一方面积极探索一套有效的安全管理系统,逐渐摆脱强调事后追究,而强调加强安全基础工作,在预防上下功夫。
根据"海恩法则"一次严重事故背后有29次轻微事故,有300次未遂事故,有1000起事故隐患。要清除一次事故必须将隐藏的上千次的隐患、未遂事故等清除,否则事故不可避免。根据安全专家对170万起事故分析得出:人为因素占88%,工程因素占10%,自然灾害占2%。只要我们探索一套科学适用的方法控制人为因素和工程因素,那么绝大部分事故就可以避免。
从1995年开始我厂引进了南非NOSA安、健、环"五星安全"管理系统,逐步把这套系统的理念和具体做法结合到我厂的工作实践中,逐渐变成每位员工的自觉行动。2000年~2003年连续4年获"四星"级,今年八月下旬南非评审专家到我厂评审,我厂获"五星"级,得94.41分的好成绩。91~100分为"五星"级。NOSA安、健、环评定的星级只在一年内有效,不是终生制。
NOSA安全、健康、环保"五星安全"管理系统分为五个方面,共七十二个元素。我们结合本厂情况按国家或行业标准制订这七十二个元素涉及的各项工作的标准,用这些标准来规范我们的各项工作,在日常实践中要有文字记录反映员工是遵从这些标准工作的,现场状态也反映所有设备、设施、环境都符合这些标准。
该系统强调每个员工的参与,在进行每项工作开始前要进行风险分析,然后采取措施尽量降低风险。强调采用技术措施降低风险,而个人防护只是最后一道防线。
每年自己内审两次,内审查出的不足,限期整改。每年请南非NOSA公司专家来厂进行评审,重点查有关记录,其次是现场。最后给出得分和星级,并提交详细报告,指出不足和需要整改的地方。评审过程对前一年提出的整改项目也是重点,若只停留在去年水平,则达不到原来分数。该系统重视不断改善、不断提高。
水利水电工程是一项我国的基础工程,由于使用资源的特殊性,需要相关的工程设计人员具有一定的专业知识,同时整个水利水电工程时间较长,对水利水电工程当中的是、相关环节都需要进行一定的控制。并且水利水电工程中的大坝施工是整个水利水电工程当中的枢纽环节,在其施工的过程中需要对施工的人员以及施工材料进行一定的控制,而且大坝施工工程出现一定的质量问题,势必会对整个水利水电工程产生一定的影响,根据目前的水利水电工程的发展情况,对相关的施工技术进行一定的控制是非常重要的,本文将对水利水电大坝工程的施工技术以及在施工过程中需要注意的相关问题进行举例分析。
1 水利水电工程施工技术探析
在水利水电施工中需要注意坝体的填筑施工技术,通过在施工前对施工环境的了解,从而制定相关的坝体施工方案,接下来就是对施工技术进行一定的控制,按照施工的方案进行相关的施工工作,保证工程整体的完整性,以下将对实际的施工步骤进行举例分析。
(1)在实际的施工之前需要对施工的环境以及施工工程的长度范围进行了解,这些都需要设计相关的施工图纸,利用施工的图纸对整个施工工程进行阶段的划分,通过细节的划分保证每一个施工区域内的误差有一定的减少,同时在施工设备的选择上需要注意施工机械的长度和范围,保证实际的顺利施工。
(2)在实际的施工过程中需要对施工的顺序进行一定的安排,同时根据实际的施工需要进行设计,通常根据坝体的铺料顺序,以及整体的施工范围进行设计,在考虑整体因素之后进行坝体的施工划分工作。
(3)在水利水电坝体工程施工的过程中,需要严格控制施工材料的质量,对在实际施工中的施工材料进行检查,保证每一个投入到施工中的材料都是合格品。
2 关于坝体填筑的施工工艺
2.1 对坝体进行填筑
在通常情况下,需要对坝体进行填筑工作。坝体填筑过程中需要按照步骤进行,首先要对坝基进行施工,然后对相应的部位进行浇筑,最后才能进行坝体填筑。但是在进行坝体填筑以前,需要充分考虑到第二年的汛期情况,所以在施工工期方面些许紧张。在进行截流以后,在趾板区雨以及坝后多少会受到外界的影响,因此要根据设计的要求优先进行施工。施工中主要采用的方式为流水作业,对坝体施工加以一定的组织,可以分为几个组成部分进行,这样对于后续的工作进展也会起到帮助。
2.2 进行测量
当基面在得到验收并取得合格之后,对于各个填筑区的交界线,要按照原先设计的要求进行测量,然后采用洒石灰划线做标识,对于垫层的上游边线,可以采用竹桩进行吊线控制,然后在两岸的岩坡上写明桩号、高程,对于垫层上游的边线、过渡层与垫层的交界线、主堆石区与过渡层的交界线等,在每层有所上升时,都要先进行测量放样,对于主次交界线以及下游的边线,则可以放宽要求,在放宽到2至3层时,才进行相应的测量放样一次,在进行施工放样时,则是以预加沉降量的坝体断面为标准。由于要对沉陷之后的高程以及外形的尺寸进行相关考虑,对于坝顶高程,则要以最终的沉降高程为标准,在对坝体进行填筑时,则首先要有0.5%至1.0%作为沉降浮动范围。
2.3 将坝料进行摊铺
对坝体进行填筑时,要从填筑区的最低点开始进行,然后沿着坝轴线的方向开始铺料,在填筑垫层料、砂砾料、过渡料以及坝体两边的接坡料进行卸料的时候,宜采用后退法进行卸料;主堆石、次堆石以及低压的缩区料进行填筑时,宜采用进占法进行填筑。在摊铺的过程中,采用自卸汽车运输填筑料,推土机进行平整,对超大直径石块、界面分离料,一般是采用小型的反铲机进行处理,而过渡料、垫层料,则要采用人工进行平整。
2.4 对石料进行洒水
对坝体进行洒水时,一般是采用坝面或者坝外加水的方式进行,具体操作方式要根据施工的条件采取不同的措施。而为了避免石料在强烈的振动压力下,块石与块石之间的棱角受到碰撞而碎裂,从而产生孔隙率,因此要对石料进行洒水润湿。对于孔隙部分,则要以细料进行填充,从而增加碾压的密实度。对于洒水量的确定,则要以碾压试验之后的结果进行确定,因为有些部分掺有风化岩的配料,所以要增加洒水量,从而使得配料能够得到润湿而变得软化。
2.5 对石料进行压实
对于垫层料、过渡料,一般采用碾进退错距法进行压实,对于砂砾石料、主、次的堆石料,则采用牵引式振动碾进行碾压,采用振动碾进行碾压时,一般是沿平行坝的轴线方向来进行,对于施工道路边的边坡处、岸坡处,在采用顺向碾压的基础上,还要采用液压振动夯进行碾压,对于主、次堆石料的碾压,则采用进退错距法进行碾压。对于大的碾压设备无法到达之处,可以采取液压振动夯或者小型手扶式的振动碾进行。
3 坝体填筑时注意的问题
3.1 岸坡与坝体结合部分的填筑
对于坝体的地基,要求其不能有反坡现象的发生,因此,对坝料进行填筑时,要对边坡的反坡部位先进行混凝土的回填或者进行削坡,对坝料进行填筑时,在岸坡的结合部位,比较容易出现大块石集中的现象,并且碾压机械无法到达,从而导致了结合部位的碾压不够密实。所以,在对结合部位进行填筑时,要把填筑铺料的厚度相应降低,对所有的大块石进行清除,然后采用过渡层料进行填筑。
3.2 大坝各区料进行界面处理要注意的问题
对于大坝填筑各区料的交接面进行填筑时,要避免大块石太过集中,特别对主堆石料与过渡料之间、过渡料与垫层料之间,更要防止填筑料的粒径出现太大差距。在进行卸料时,可以采用后退法进行卸料,并且在填筑的过程中,要避免超大直径的石块太过集中。对于界面上的大块石,则要采用推土机或者反铲挖土机进行清除,避免过渡区侵占到垫层区、主堆石区侵占到过渡区等现象的发生。
结束语
我国水利水电施工技术得到了很大的提高,在实际施工中,通过实际情况选择适合的技术开展各项工作。水利水电工程施工技术关乎水利水电行业的发展,良好的技术不但可提高工程质量,而且还能为企业带来更大的经济效益,因此,对水利水电施工技术依然要给予高度重视。
1工程地质概述
坝址区与水库区位于东南沿海新华夏系巨型构造体系的第二隆起带南端,在区域构造上属于基本稳定区,地震基本烈度为Ⅵ度。坝址区地层为燕山早期第三次侵入的中、细粒黑云母花岗岩,及少量第四次侵入的花岗斑岩脉、闪斜煌斑岩脉。构造形迹以断层、挤压带、节理及节理密集带的形式出现,以北东向组与北北西向组为主,并有顺坡向的卸荷结构面。
地下水裂隙性含水层受构造控制。相对抗水层(透水率q≤1Lu)埋藏深度20~40m,以微~弱透水岩体为主导。地下水及河水的化学类型为重碳酸-钙钠型或重碳酸-钠钙型,对各种水泥无一般酸性、碳酸性、硫酸性、镁化蚀。
为研究岩石物理力学性质,进行了大量的室内物理力学试验,现场剪切试验,变形特性试验,弹性波、声波测试,提出了各类试验的建议值。
(1)混凝土/岩石、岩石/岩石抗剪断强度建议值见表1。
(2)基岩夹泥层剪切强度。断层泥f′=0.25,糜棱岩类f′=0.45,碎裂岩类f′=0.60;上述各构造岩c′值=0~0.2MPa。当构造岩混杂时,根据其含量的比值选取加权平均值使用。
(3)岩体变形特性。泥夹碎石糜棱岩(或全风化)变形模量E0=(0.05~0.10)×104MPa;压碎角砾碎裂岩E0=(0.1~0.3)×104MPa;弱风化花岗岩E0=(0.5~1.0)×104MPa,弹性模量E=(1.0~1.5)×104MPa;微风化、新鲜花岗岩E0=(1.0~1.5)×104MPa,E=(2.0~2.5)×104MPa。
(4)地震纵波速度Vp。新鲜岩体Vp>5000m/s,微风化岩体Vp=4000~5000m/s,弱风化岩体Vp=3000~4000m/s,强风化岩体Vp=2000~3000m/s,全风化Vp<2000m/s。
2大坝工程地质条件与基础处理
2.1坝基
2.1.1坝基工程地质条件
(1)①坝段(坝右0+010.00m~0+060.00m)。建基面岩石大多微风化,局部弱风化。断层有F8、F10、fd1~fd8。断层、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为2.7%、80%、17.3%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度(混凝土标号为200号,下同),f'=1.12,c'=1.15MPa。
(2)②坝段(坝右0+060.00m~0+110.00m)。建基面岩石大多微风化,部分新鲜,局部弱风化。断层有F9-1、F12、F35、f2、f3及L5、L6顺坡裂隙。断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0.3%、30%、60%、9.7%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.16,c'=1.22MPa。
(3)③坝段(坝右0+110.00m~0+143.00m)。建基面岩石大多微风化,部分新鲜和弱风化。断层有F12、F24、F25、F35、f8、fd9,断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0.6%、20%、60%、19.4%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.15,c'=1.19MPa。
(4)④坝段(坝右0+143.00m~0+176.00m)。建基面岩石大多微风化,部分弱风化,局部新鲜。断层有F24、F25。断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0、10%、60%、30%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.14,c'=1.18MPa。
(5)⑤坝段(坝右0+176.00m~0+240.00m)。建基面岩石大多微风化,部分弱风化,局部强风化。断层有F12、F18、F18-1。F18、F18-1。断层和微风化、弱风化、强风化岩占坝基面积分别为2.5%、70%、25%、2.5%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.11,c'=1.14MPa。
(6)⑥坝段(坝右0+240.00m~0+304.00m)。建基面岩石大多弱风化,部分微风化和强风化。断层有F19、F20、、f5、f10、fd10~fd14。断层和微风化、弱风化、强风化岩体占坝基面积比例分别为6.5%、10%、80%、3.5%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.05,c'=1.02MPa。
(7)⑦坝段(坝右0+304.00m~0+318.50m)。建基面岩石多强风化,部分弱风化。断层有F27、f6、fd14、fd15。断层和弱风化、强风化岩占坝基面积分别为14.5%、35.5%、50%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度。f'=0.85,c'=0.7MPa。
2.1.2基础处理
(1)断层处理。采用挖槽回填混凝土塞、加强固结灌浆的方法。规模较大、性状较差的断层,增加锚筋,槽的深度为断层宽度的1~1.5倍。节理密集带挖除松动岩石后,增加固结灌浆。
(2)固结灌浆。基本固结灌浆孔布置在坝段上、下游各1/3范围,孔深3.5~5m,孔距、排距均为3m,呈梅花形交错布置。灌后均打检查孔进行压水试验,透水率标准为q<3Lu。
(3)帷幕灌浆。帷幕灌浆有主帷幕和副帷幕各1排,孔距2m,排距0.75m,交错布置,帷幕深度各坝段不一,透水率标准为q<1Lu。
2.2大坝坝肩
2.2.1坝肩工程地质条件
(1)左岸坝肩。180m高程以上边坡开挖最大坡高85m,即达265m高程,形成200、220、240、260m高程四级马道,宽2m。边坡开挖坡比:在高程180~200m为1∶0.33~1∶0.5,部分为1∶0.75;高程200~220m为1∶0.5~1∶0.75;高程220m以上为1∶1。高程180~200m多为弱风化岩石,部分微风化;高程200~220m多为弱风化岩石,局部强风化;高程220~250m多为强风化岩石,局部弱风化和全风化;高程250m以上多为全风化夹残留孤石。高程250m以下有F7、F12、F15、F16、F28、F29、F34、f47、f48断层及数条节理密集带。左岸坝肩主要结构面倾向山内或与边坡走向近正交,仅F16、L5、L6顺坡倾向,但基本挖除,唯局部尚保留。未发现较大的不利边坡稳定的结构面及其组合体。
(2)右岸坝肩。高程180m以上开挖边坡最大坡高65m,即达245m高程,形成199、219m高程两条马道,马道宽度2m。边坡开挖坡比:高程180~199m为1∶0.5;高程199~219m为1∶0.75~1∶0.5;219m高程以上为1∶1。高程180~199m多为强~弱风化岩石,局部微风化和全风化;高程199~219m多为全风化,部分强风化,局部弱风化;219m高程以上多为全风化夹残留孤石,局部强风化。219m以下主要断层有F1、F44,最大破碎宽度分别为6.5m和4.5m。右岸坝肩F21和fy-3及F12和fy-2组合的楔体,经赤平投影稳定分析处于稳定状态。
2.2.2坝肩边坡处理
(1)完整性较好的微风化、弱风化岩石,无不利边坡稳定结构面。喷10cm厚的C20混凝土。
(2)完整性较差的微风化、弱风化岩石及强风化岩石。采用砂浆锚杆φ20@150×150cm,L=308cm,入岩深度为300cm,喷10cm厚的C20混凝土。
(3)全风化岩石。采用插筋φ16@200×200cm,L=108cm,入土100cm,并布设φ4@@25×25cm的铁丝网,喷10cm厚的C20混凝土。
(4)断层破碎带及节理密集带。除打锚杆外,并布设φ4@25×25cm的铁丝网,喷10cm厚的C20混凝土。
(5)边坡上布置排水孔。间、排距均为300cm,深度400cm,孔径为50mm。
3坝基岩体质量与评价
3.1坝基岩体质量建基面以利用微风化、弱风化岩石下部为原则,地震波纵波速度>4000m/s控制。
3.1.1地震弹性波测试(固结灌浆前)
①坝段纵波速度Vp=4000~4800m/s;②坝段Vp>4000m/s占90%,Vp<4000m/s占10%;③坝段Vp>4000m/s占73.6%,Vp<4000m/s占26.4%;④坝段Vp>4000m/s占74.8%,Vp<4000m/s占26.2%;⑤坝段Vp=4100~4700m/s;⑥坝段Vp一般为4600~4800m/s,局部Vp=2200~3400m/s。各坝段纵波速度小于4000m/s的部位,加深开挖深度,并加强固结灌浆。
3.1.2跨孔声波CT测试
③、④坝段布置跨孔声波CT测试5组,固结灌浆前声速为4700~6250m/s,唯ZK0210~ZK0310组在混凝土与基岩接触带,声速为3800m/s,固结灌浆后声速为4500m/s。
3.1.3声波单孔测试
①坝段测试孔41个,灌浆前、后平均声速分别为5066m/s和5311m/s,其中20个孔在建基面附近个别测点固结灌浆前声速<4000m/s,固结灌浆后声速均>4500m/s。
②坝段测试孔22个,固结灌浆前、后平均声波速度分别为5327m/s和5618m/s。其中6个孔在建基面附近个别测点固结灌浆前声波速度<4000m/s,固结灌浆后声波速度均>4500m/s。
③坝段测试孔28个,固结灌浆前声波速度为3261~6250m/s,其中11个孔局部测点低于4000m/s,固结灌浆后接近5000m/s,或高于5000m/s。
④、⑤、⑥坝段测试孔分别为42、1和4个,固结灌浆前声速均高于5000m/s。
3.2坝基岩体质量评价
0 引言
国网新源控股有限公司北京十三陵蓄能电厂,机组运行已将近20年,随着机组运行年限的增加,机组振动摆度较大的问题日趋显著,给机组安全稳定运行造成极其不利的影响[1]。振动摆度过大将造成严重的后果,主要体现在:
1)引起机组零部件金属和焊缝中疲劳破坏区的形成和扩大,从而使之发生裂纹,甚至损坏而报废。
2)使机组各部位紧密连接部件松动,不仅会导致这些紧固件本身的断裂,而且加剧了被其连接部分的振动,使它们迅速损坏。
3)加速机组转动部分的相互磨损,如大轴的剧烈摆动可使轴与轴瓦的温度升高,使轴承烧毁;发电机转子的过大振动会增加滑环与电刷的磨损程度,并使电刷冒火花。
4)尾水管中的水流脉动压力可使尾水管壁产生裂缝,严重的可使整块钢板剥落。
5)共振所引起的后果更严重,如机组设备和厂房的共振可使整个设备和厂房毁坏。
1 轴线状态分析
1.1 分析目的和评价方法
机组在停机过程中的低速运行时的摆度数据不受励磁、水力和质量不平衡的影响,基本上反映大轴的原始轴线静态弯曲。因此通过对机组停机过程中低速运行的数据进行特征提取,即可计算获取机组轴线静态弯曲数据。
1.2 轴线静态弯曲特征数据列表
1.3 分析结论
通过分析机组低转速下的数据,机组轴线存在一定的静态,主要影响上导摆度的转频成分,停机前上导摆度值约为162um,下导摆度值约为65um,水导摆度值约为85um。大轴弯曲量125um。
2 质量不平衡分析
2.1 分析目的和评价方法
在整个变转速过程中,大轴静态弯曲引起的振动摆度转频成分基本不变,质量不平衡引起的振动摆度转频成分则与转速平方成正比;在机组低速运行时,质量不平衡不会引起振动摆度,此时振动摆度只是由大轴静态弯曲引起。因此将机组停机过程中额定转速下的振动摆度转频成分矢量数据减去低速运行时的振动摆度转频成分矢量数据,即可得到额定转速下质量不平衡对机组振动摆度的影响,指导机组动平衡。
2.2 质量不平衡对摆度的影响量化参数
质量不平衡对水导摆度影响较大,上导、下导和水导摆度的变化相位基本一致,说明机组存在质量不平衡。
3 磁拉力不平衡分析
3.1 分析目的和评价方法
这一过程中摆度转频成分主要是由于磁拉力不平衡引起,通过将机组带励磁时的振动摆度转频成分矢量数据减去空转时的振动摆度转频成分矢量数据后得到的参数,反映了磁拉力不平衡对机组振动摆度的影响。
3.2 磁拉力不平衡对摆度的影响量化参数
通过现地观察上导摆度和下导摆度基本没有变化,水导摆度有所变换,但其变化量与励磁没有直接关系,说明机组不存在磁拉力不平衡。
4 水力不平衡分析
4.1 分析目的和评价方法
机组在变负荷过程中振动摆度转频成分主要是由于水力不平衡引起,通过将机组带负荷时的振动摆度转频成分矢量数据减去空载时的振动摆度转频成分矢量数据后得到的参数,反映了水力不平衡对机组振动摆度的影响。
4.2 水力不平衡对摆度的影响量化参数
上导摆度和下导摆度基本没有变化,水导摆度有所变换,但其变化量与负荷没有直接关系,说明机组不存在水力不平衡。
5 涡带工况区分析
5.1 分析目的和评价方法
通过摆度、压力脉动涡带频率成分(1/2到1/6转频成分)随负荷变化趋势评价尾水管偏心涡带对机组运行的影响程度,掌握涡带工况区。
5.2 变负荷过程尾水涡带对摆度和压力脉动的影响分析
摆度和压力脉动的低频成分主要是由于尾水涡带造成。变负荷过程的摆度和压力脉动低频成分和负荷的相关曲线,反映了尾水涡带对机组的稳定性影响程度随负荷的变化趋势,通过进一步分析可掌握机组的涡带运行工况。最严重涡带工况: 100MW,频率:0.31倍频。
6 结论和建议
通过以上试验及振动摆度数据分析,在抽水工况下,下导摆度相对较大,水导摆度较大,下导摆度相对较大,上导摆度较小,其余各部位振动较小;涡带工况下水导摆度较大,各部位振动较小。100MW和120MW为明显涡带区,150MW以下存在部分涡带,150MW以上及80MW及以下工况不存在涡带。
以上分析可以看出机组轴线存在一定的静态和质量不平衡,基本不存在磁拉力不平衡和水力不平衡,导致#3机组摆度转频成分过大主要质量不平衡占主要成分,而导致涡带工况下水导摆度过大的主要原因为水力因素造成,只能通过调整水导瓦隙进行处理。建议结合瓦温情况适当减小水导瓦隙。
参考文献:
1.闸下淤积的原因
1.1自然原因
潮流的涨落运动给予输沙有利条件,大量泥沙被带入闸下河道。落潮作为一个沿程冲刷的过程,但对于粒径较小的泥沙而言,落潮流速小于起动流速,涨潮含沙量明显大于落潮含沙量,泥沙逐渐堆积。
1.1.1风暴和盛行风对于闸下壅水有促进作用,含沙量迅速增加,有助于泥沙落淤。若盛行风方向和入海水道方向一致则导致海风顶托潮水使得落潮流速减慢而涨潮流速加大,加速闸下淤积。
1.1.2闸下河段曲流的发育导致径流及落潮水流行水不畅,狭长而蜿蜒的河道,感潮迟缓,水面坡降在泄流时较小,流速低,启动和挟沙能力差,易淤积港道。
1.2工程原因
挡潮闸兴建在沿海河口后,闸下引河的淤积加快,主要体现在如下几个方面。
1.2.1建闸后径流分配过程改变及河流径流量减小
由于建闸前上游有水必排,冲淤及时,建闸后上游水源被控制,排水量减少,汛期将多余的壅水排放,非汛期则蓄水灌溉,这样难以有足够的水量保证“冲淤量年平衡”。
1.2.2围垦的负面效应
在沿海滩面不断淤积推进的前提下人工围垦扩大土地面积适应国民经济发展需求是合理的,但是随着围垦面积的急剧增加闸下淤积情况也随之恶化。
1.2.3潮流量减少
由于上溯到潮区界的潮流量被闸身截断,潮棱柱体相应减少,相对来说纳潮容量变小,平均落潮流量(包括上游下泄径流量)也随之相应减少。
1.2.4上游河道断面小于闸孔净宽,减弱了下泄速度,加重了闸下淤积。上游河道过水断面的大小、行水障碍、淤积程度都会直接影响排泄速度,同时影响闸下水道的稳定。来水量的快慢、多少与下游水道的淤积有着紧密的联系。
2.减淤措施
2.1水力冲淤
2.1.1进行水源调度,增加港道泄水量,集中水量进行冲淤。
2.1.2根据规律调整闸门运行,选择正确时段,用高速水流冲淤
可以利用洪水连续冲淤;也可以使用风速风向,潮汐规律等集中水头差冲淤;开孔流、去除上游淤积,近闸位置局部清淤等。
2.1.3纳潮冲淤
纳潮冲淤对于解决河口水力冲淤水源不足的情况十分有效。试验结果表明,纳潮冲淤成本低廉,水源充足,不与工农业生产用水冲突,但无法避免上游淤积的问题。纳潮冲淤必须具备一些条件:一是在农业不用水的时候;二是纳潮闸需配备有反冲设施,上游须建控制潮水上溯的工程;三是在咸水可能回溯的河段,各引水口建封闭闸,阻止咸水进入农田。
2.2机械冲淤
2.2.1高压水泵疏浚高压水泵冲淤施工原理简单,即用高压水冲刷淤泥成泥浆,且和水充分混合,带动水流紊动,加大水流的挟沙能力,从而达到清淤的成效。主要用于切除边滩、河道、河心岛水上部分淤泥。这种方法费用低,设备简单,冲淤效果好,但是无法进行水下清淤作业。
2.2.2挖泥船疏浚
下泄径流减少是挡潮闸下港口发生淤积主要原因之一,也就是缺少足够的冲淤水源。作为港口清淤方法之一,挖泥船疏浚必不可少。不受水源限制是其最大的优点,还可以使用排泥管和泥浆泵输送泥浆至预定的填土地点,进行综合利用,吹填造地。挖泥船疏浚清淤内河效率较高,成本低廉;在潮汐河口由于受潮汐涨落的影响较大,需候潮施工,清淤效率相对较低、成本较高,可作为缺水年份或少数情况下,港道清淤补充措施。
2.2.3裁弯取直
闸下河道发生严重弯曲是淤滩持续发展可能的结果,严重影径流或响落潮流的冲刷能力,从而影响排涝。裁弯就是借助水流的冲刷力,根据港口弯道发展规律,将极端弯曲的河道裁直的举措,降低弯道上游的洪水位是它的主要作用。裁弯取直相当于缩短闸下引河长度,裁弯后河流的流速、比降和水流的夹沙能力加大,有助于闸下清淤,提高排涝能力。裁弯取直虽然对于提高河道排水能力比较管用,但花费较高。
3.防淤措施
3.1工程防淤
修筑导堤
依据河口特性,因地制宜地拟定合理的工程措施,才能取得完好的结果。在河口一侧或两侧修筑导堤,一是稳定和约束下泄径流,束水攻沙,稳定并改善出口水深,从而达到减少引河淤积的效果;二是改变水流条件,切断由风浪掀起的海滩泥沙补给源,减少涨潮流挟带进入引河的沙量。
3.2植物防淤
在上游植树造林保持水土,在浅海滩涂大量种植固滩促淤植物,对于减少水中含沙率非常有效。 [科]
【参考文献】
[1]中国水利百科全书[M].北京:中国水利水电出版社,1990.
[2]刘兴年,曹叔尤等.粗细化过程中的非均匀沙起动流速[J].泥沙研究,2000,(4):10-13.